심상은 교수

반도체, 자동차, 산업용 부품 분야에서는 내열성과 난연성, 열산화 안정성이 뛰어난 실리콘 고무 및 폴리우레탄 소재에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있습니다. 이러한 요구에 대응하기 위해 실리콘 고무 및 폴리우레탄의 난연 성능과 열산화 안정성을 제어하는 기술을 개발하였으며, Fe 산화물계 소재를 도입하고 산소 공공 기반의 레독스 메커니즘을 분석하는 기술을 확립했습니다. 개발된 소재는 반도체 테스트 소켓, 온도 제어용 실리콘 히팅 자켓, 고내열 투명 플라스틱, 연료전지 스택 가스켓, 자동차 엔진 인캡슐레이션 흡음 및 단열재 등 다양한 산업 부품에 적용되고 있습니다. CE 및 UL 인증을 획득한 반도체 공정용 히팅 자켓을 개발하여 산업 현장에서 실사용 검증을 완료했으며, TRL 7~9 수준으로 상용화 단계에 도달했습니다. 관련 기술은 보일러 및 온수기용 고무 부품의 성능 저하 원인 분석과 개선 기술로 확장되어 주식회사 경동폴리움에 이전되었으며(2024년 9월), 탄산화 발전회를 포함한 내화 및 난연성이 증가된 실리콘 고무 복합체 제조 기술은 주식회사 대명CMB에 이전되어(2024년 10월) 산업 현장에 적용되고 있습니다.

HBM 패키징, 배터리, 디스플레이 등 차세대 전자소자와 자동차 경량화 분야에서는 고성능이면서도 저가형인 방열 및 전자파 차폐 소재에 대한 수요가 확대되고 있습니다. 이를 해결하기 위해 세라믹 코팅 탄소 재료 제조 기술을 개발하였으며, 폐태양광 패널에서 회수한 다결정 실리콘을 고방열 에폭시 복합재로 업사이클링하는 기술을 확립했습니다. 개발된 복합소재는 자동차 경량화 소재, HBM 패키징 방열 부품, 배터리 및 디스플레이 방열 부품 등에 적용 연구가 진행되고 있습니다. 폐실리콘을 활용한 복합재는 최대 3.41W/m·K의 열전도도를 달성했으며, 이 성과로 ICMSN-2025에서 우수 발표상을 수상했습니다. 현재 TRL 5~6 수준으로 실용화를 위한 후속 연구가 진행 중입니다. 관련 원천기술인 플라즈마를 이용한 방열 충전제 제조기술은 그레이스콘티넨탈코리아에 이전되었으며(2015년 1월), 세라믹-탄소 복합체 및 그 제조방법을 포함한 11건의 기술은 웹스에 이전되어(2015년 7월) 산업체 실적으로 이어졌습니다.

탄소중립 실현을 위해서는 CO2를 자원으로 전환하는 기술과 에너지 저장 장치에 활용 가능한 고성능 탄소 소재 개발이 필요합니다. 이를 위해 다공성 에어로젤 구조 내부에 금속유기골격체(MOF)를 직접 성장시켜 CO2를 포집하고 화학물질로 전환하는 일체형 촉매 플랫폼 기술을 개발했습니다. 개발된 플랫폼은 CO2 포집 및 화학물질 전환, 슈퍼커패시터용 탄소 소재, 에너지 저장 장치 등에 적용 연구가 진행되고 있습니다. 상온에서 고효율 반응성을 확보했으며, 10회 이상 반복 사용에도 안정적인 성능을 유지함을 입증하여 TRL 5~7 수준의 기술 성숙도를 확보했습니다. 에어로젤과 MOF를 결합한 구조 설계는 기존 분말형 촉매 대비 재사용성과 공정 안정성을 동시에 확보하는 접근으로, 탄소중립 관련 화학 전환 공정 및 에너지 저장 소재 분야로의 확장 가능성을 갖추고 있습니다.